194396. lajstromszámú szabadalom • Mérőszonda és kapcsolási elrendezés villamosan vezetőképes folyadékok szintjének érzékelésére és jelzésére

2

194.396

A találmány tárgya mérőszonda és kapcsolási elrendezés villamosán vezetőképes folyadékok folyadék szintjének az érzékelésére. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés a mérőszonda jelének feldolgozására és kiértékelésére szolgál, és jól alkalmazható zárt vagy nyitott tartályokban, tárolókban lévő villamos áramot vezető folyadékok szintjének a jelzésére olymódon, hogy ha az adott tartályban vagy tárolóban a folyadék szintje egy adott szintet elér vagy egy adott szintre lecsökken, a kapcsolási elrendezés kimenetén két különböző állapotú, célszerűen logikai IGEN vagy logikai NEM jel jelenik meg.

Jelenleg is többféle, a fajlagos vezetés (konduktivitás) elvén érzékelő folyadékszint jelző, illetőleg szabályozó készülék ismeretes. Ilyen készüléket gyárt például az Endress-Mauer cég, amelynek készüléke Nivotester FIW 320 vagy NIVOTESTER 280 típusú néven kerül forgalmazásra, de hazai vonatkozásban is vannak hasonló célú műszerek, mint például a "Puskás Tivadar" Műszer és Gépipari Szövetkezet által gyártott Nivocontrol ER 20, ER40, illetve ER 60 típusú készülékek. Ezek a készülékek egyszerű rúdszondát használnak érzékelőként, amelyeknek azonban hiányossága, hogy szilárd részecskékkel szennyezett folyadék esetében a szonda elszennyeződik, és Így a szonda jelét feldolgozó mérőműszer téves információs jelet kap. Egy további, a mérést befolyásoló, illetőleg meghamisító tényező lehet, ha a tárolóban vagy tartályban a folyadék fölött telített gőzök vannak, amelyek a mérőszondára lecsapódnak, és a lecsapódás miatt mér a műszer hasmis adatot, flyen jelenségek tapasztalhatók például kondenz tartályokban vagy forróvizes tárolókban.

Egy további ismert megoldást ír le a DE-PS 27 23 999 számú szabadalmi leírás, amely vezetőképes folyadékok szintjének a mérésére szolgáló berendezést mutat be. A mérőberendezéshez folyadékba merülő elektróda tartozik, amelynek kivezetései a folyadéktól és a tartálytól egyaránt leválasztott vezetéken keresztül vannak egy váltakozó feszülségű áramforrásra csatlakoztatva. Az elektróda, ahogyan ezt a leírás 4. ábrája is mutatja, lényegében egy potenciométerként működik úgy, hogy a folyadékba merülő részét a folyadék lesöntöli. A pontos méréshez biztosítva van,

Hátránya azonban eniíelTa'megoldásnak, hogy ha

Íiáralecsapódás van például, akkor nem tudja a késztiék megkülönböztetni, hogy mitől jött létre az elektróda adott részének a söntölése.

összefoglalva tehát, a hagyományos konduktív elven mérő, és szintérzékelési feladatot ellátó műszerek érzékenységét egy adott határon túl a fent említett, a mérést meghamisító tényezők hatása miatt, nem növelhetjük. Ilyenkor nemcsak a mérő elektróda, illetve mérőszonda elszigetelődése a köm., ezettŐl jelent gondot, és csökkenti a mérés megbízhatóságát és pontosságát, de a mérő elektróda adott esetben a környezettől annyira elszigetelődik, hogy a jelzés maga kritikussá válhat, illetőleg a mószer nem is jelez. Egy másik hiányosság, hogy az érzékenység növelésével a zavarérzékenység jelentősen megnő, ami ismét csak a mérés, illetőleg a jelzés megbízhatóságát csökkenti le, Illetve teszi kérdésessé.

A találmánnyal célunk volt egy olyan mérőszonda és a mérőszonda jelét feldolgozó kapcsolási elrendezés kialakítása villamosán vezetoképes folyadékok szintjének érzékelésére és jelzésére, amely a fent említett hátrányokat kiküszöbölve, nagypontosságú és mínde-5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

nekelőtt megbízható szintérzékelést és jelzést tesz lehetővé tartályokban, tárolókban stb.

A találmány tárgya tehát mérőszonda vezetőképes folyadékok érzékelésére mérő elektródával, a mérő elektróda körül elrendezett szigetelőréteggel és ahhoz csatlakoztatott földelt elektróda közös elektródaként van kiképezve, és a mérő elektróda körül elrendezett szigetelőréteg és a közös elektróda között még egy további kompenzáló elektróda és egy további szigetelőréteg van elhelyezve úgy, hogy az egymást követő elektródák és szigetelőrétegek fokozatosan csökkenő magasságúra vannak kiképezve.

A találmány szerinti mérőszondánál előnyösen a mérőelektróda hengeres alakú, a kompenzáló elektróda és a közös elektróda és a szigetelések a mérő elektródát központosán körülvevő körgyűrűk.

Célszerűen a szigetelőrétegek a mérendő közeg ellenállásánál lényegesen nagyobb ellenállású, nem nedvszívó anyagból, célszerűen teflonból vannak kiképezve.

A találmány tárgya továbbá kapcsolási elrendezés villamosán vezető folyadékok szintjének az érzékelésére és jelzésére a találmányunk szerinti mérőszondával, ahol a találmány szerint a mérőszonda egyik mérő elektródjának kivezetése egy szűrőtagon, egy erősítőn egy egyenirányítón keresztül van egy komparátor bemenetére csatlakoztatva, amely komparátor meghajtó fokozaton keresztül vagy egy beavatkozó egységgel összekapcsolva, míg a mérőszonda közös elektródjának kivezetése egy váltakozó áramú generátoron, és egy további komparátoron keresztül van a meghajtó fokozat bemenetére csatlakoztatva, és a komparátor bemenete a mérőszonda kompenzáló elektródjának kivezetésével van összekapcsolva.

A találmány szerinti mérőszondát, valamint a mérőszonda jelét feldolgozó kapcsolási elrendezését a továbbibakban példakénti kiviteli alakjai segítségével, a mellékelt ábrákon ismertetjük részletesebben. Az

1. ábrán látható a mérőszonda egy példakénti kiviteli alakjának hosszmetszete, a

2. ábrán látható a kapcsolási elrendezés blokkvázlata, a

3. ábrán pedig a kapcsolási elrendezés részletesebb rajza láthat.

Az 1. ábrán látható tehát a találmány szerint kialakított 1 mérőszonda egy példakénti kiviteli alakjának hosszmetszete. Legbelül látható a célszerűen tömör elemként kiképzett M mérő elektróda, amely általában hengeres alakúra van kiképezve, és ezt veszik körül központosán a körgyűrű alakú további elemek. Az M mérő elektróda körül először egy, az M mérő elektródánál kisebb magasságú B szigetelőréteg van, majd a B szigetelőrétegen kívül vagy egy szintén körgyűrű alakú K kompenzáló elektróda, amelynek magassága kisebb, mint a B szigetelőréteg magassága, majd a K kompenzáló elektródán kívül egy további A szigetelőréteg van a K kompenzáló elektródánál kisebb magasságúra kiképezve, míg legkívül van egy földelt F közös elektróda. Az 1 méröszondának az M mérő elektródja, a K kompenzáló elektródája és az F közös elektróda célszerűen igen jó villamos vezetőképességű fémből van, míg az egyes A és B szigetelőrétegek olyan szigetelőanyagból, amelynek szigetelési ellenállása a várható mért értékeknél nagyságrendileg nagyobb, és anyaga nem nedvszívó. Az A és B szigetelőrétegek anyaga célszerűen teflon. Az 1. ábrán bejelöltük a mérendő közeg R_ ellenállását, amely az M mérő elektróda és az F közös elektróda közötti ellenál-2